報告書番号

W92009

タイトル（和文）

セラミックガスタービン機器の高温遮熱構造に関する基礎的検討－第１報セラミック燃焼器における遮熱特性－

タイトル（英文）

HEAT SHIELD STRUCTURE OF CERAMIC GAS-TURBINECOMPONENTS -HEAT SHIELD PROPERTIES OF CERAMIC COMBUSTOR-

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

発電用大型セラミックスガスタービンは，金属とセラミックスの複合構造となり，その性能および信頼性を向上させるためには，セラミックス・金属間の遮熱構造の開発が重要である。当研究所は，セラミックスガスタービン機器の１つであるセラミック燃焼器の壁面遮熱構造として，燃焼器壁面の構成要素の１つであるセラミック繊維層に少量の空気を導入する構造を提案し，実圧燃焼実験によってその優れた遮熱性能を確認した。本報告は，セラミック燃焼器壁面の伝熱特性を，解析により検討したものである。その結果，セラミック繊維層内の温度は，セラミックタイル近傍で急速に変化することが明らかとなった。また，本遮熱構造は，以下に示す伝熱特性を持つことを明らかにした。・ごくわずかな空気を繊維層に導入するだけで遮熱性能が維持される。・金属壁温度は，燃焼ガス温度や繊維の熱物性値などの影響をほとんど受けない。

概要 （英文）

A CERAMIC GAS TURBINE FOR POWER GENERATION SHOULD CONSIST OF CERAMIC PARTS AND METAL PARTS. TO IMPROVE THE PERFORMANCE AND RELIABILITY OF THE CERAMIC GAS TURBINE,IT IS IMPORTANT TO DEVELOP HEAT SHIELD STRUCTURES BETWEEN THE CERAMICS AND METAL. CRIEPI HAS PROPOSED A HEAT SHIELD STRUCTURE FOR THE CERAMIC COMBUSTOR WALL WERE A SMALL AMOUNT OF AIR IS INTRODUCED IN TO THE CERAMIC FIBER LAYER OF THE CERAMIC COMBUSTOR WALL. WE DEMANSTARED THAT THE HEAT SHIELD STRUCTURE HASEXCELLENT PERFORMANCE IN HIGH-PRESSURE COMBUSTION TESTS. THIS REPORT DESCRIBES THE HEAT TRANSFER PROPERTIES OF THE HEAT SHIELD STRUCTURE OF THE CERMIC COMBUSTOR WALL BY NUMERICAL ANALYSIS. WE CLARIFIED THAT THE CERAMIC FIBER TEMPERATURE CHANGES REPIDLY NEAR THE CERAMIC TILE,AND THATTHE HEAT TRANSFER PROPERTIES OF THE HEAT SHIELD STRUCTURE ARE AS FOLLOWS: (1)HEAT SHIELD PERFORMANCE IS MAINTAINED BY INTRODUCING A SMALL AMOUNT OF AIR: (2)THE METAL WALL TEMPERATURE IS HERDLY AFFECTED BY THE COMBUSTION GAS COMPERATURE,AND THERMO PHYSICAL PROPERTIES OF THE CERAMIC FIBER,ETC.

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